세계 2차 전지 시장은 2020년 875억8000만 달러에서 2024년까지 매년 11.1%씩 성장하여 1363억 달러의 시장규모가 형성될 것으로 예상된다.

전 세계 2차전지 유형별로는 납축전지가 가장 큰 부분을 차지하고 있으며 리튬이온 배터리가 2위를 차지하고 있다. 향후 리튬이온배터리에 대한 성장세가 예상됨에 따라 2024년에는 순위가 역전되어 리튬이온 배터리가 2차전지 시장에서 주요 배터리 유형으로 성장할 것으로 전망된다.

SNE리서치의 조사에 따르면 전기자동차와 에너지저장장치에 탑재되는 리튬이온전지 시장수요량은 2030년에 3392GWh 규모로 증가할 전망으로, 2019년 수요량이 198GWh와 비교하면 현재 시장 수요량 대비 폭발적으로 성장할 것으로 기대된다.

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◇세계 2차전지 시장

세계 2차전지 분야별 시장 수요를 보면 납축전지는 2024년 499억8000만 달러의 수요가 전망되고, 리튬이온전지의 출현 전까지 가장 많이 사용된 2차전지로 자동차 전력 공급배터리 부문에서 여전히 큰 시장을 형성하고 있으나 유해 물질로 인해 유럽의 납축전지 금지 움직임이 늘어나 시장에 악영향으로 작용할 것으로 보인다.

리튬이온전지는 성장기 단계의 전방산업의 영향으로 소형 배터리 시장에서 전기차, 중대형 시장으로 급속한 성장 중에 있으며 드론, 로봇, 스마트홈 등 미래산업 핵심 기술로 적용 가능하며 다양한 산업으로 확장 가능성이 있다.

우리나라 2차전지 3사의 합산 총매출액은 2020년 23조3000억 원에서 2021년 33조3000억 원으로 42.8% 성장할 것으로 전망되어, 성장 모멘텀이 더욱 확대될 전망이다. 기업별로는 LG화학의 매출액 성장세가 두드러질 것으로 전망되어, 2위권 업체(삼성SDI, SK이노베이션)들과의 매출액 격차가 더욱 확대될 것으로 전망된다.



한편 마켓츠 앤드 마켓츠(Markets and Markets)의 자료에 의하면 대용량 ESS용 대형 리튬2차전지 세계 시장은 2017년 약 13억6700만 달러에서 2023년 약 92억4000만 달러로 연평균 40%씩 성장할 것으로 예측된다.



세계 모바일 기기용 소형 리튬이온전지 시장은 2017년 약 166억5900만 달러에서 2023년 약 216억6900만 달러로 연평균 4.5%씩 성장할 전망이다. 이러한 현상은 세계 웨어러블 디바이스 시장이 꾸준히 성장하여 용량기준 2017년5만2408MWh에서 2023년 9만9804MWh로 4만7396MWh 가량 성장할 것으로 예상되고 있기 때문이다.

수송기계용 중형 리튬2차전지 세계 시장은 2017년 약 138억9900만 달러에서2023년 약 1060억2900만 달러로 연평균 40.92%씩 성장할 것으로 관측된다.


BNEF(블룸버그 에너지 파이낸스)보고서에 따르면 2040년에는 전기차가 신차 판매량의 55%를 차지하고, 전 세계 자동차 5억5900만대 중 전기차 비중이33%에 달할 것으로 예측하고 있다.



2020년 EV(BEV+PHEV) 시장은 전년대비 38% 성장한 300만대에 이를 전망이다. 1H20 중 팬데믹(Pandemic)으로 EV 시장이 침체되면서 역성장을 기록할 가능성이 높아 보였으나, 중국과 유럽의 적극적인 EV 보조금 정책으로 하반기부터 100% 이상 성장하는 반전을 보였다.

2021년 역시 중국과 유럽을 중심으로 한 강력한 EV 정책으로 전기차 수요가 급성장할 것으로 전망됨에 따라 EV 시장은 고성장을 이어가 500만대를 기록하여 54% 성장할 것으로 전망된다. 이미 전세계 EV 판매는 월간 40만대를 상회하고 있다. 이를 단순히 연율화 하더라도 적어도 450만대 시장이 형성될 전망이다. 거기에, 부진했던 미국 시장 회복이 기대되고, 여타 시장들 역시 팬데믹을 계기로 에너지 전환을 더욱 가속화 하며 보조금을 지속적으로 지급하는 상황이기 때문에, 전망을 상회할 가능성도 충분하다는 판단이다.


유럽의 EV 판매는 최근 월간 15만대 수준으로, 2020년 100만대를 판매했다. 코로나19 2차 확산에도 불구하고 4분기 평균 월간 15만대를 판매했다. 이를 감안하면, 2021년에는 연간 180만대 수준의 판매가 무리 없을 것으로 판단한다. 약 70만대 수준의 순증이 예상된다.

유럽의 EV 정책은 주로 보급형 EV에 맞춰져 있다. ZOE, 코나 EV, 니로 EV, 등 주요 보급형 차량들의 가격이 상당히 경쟁력 있는 가격으로 책정되어 판매를 주도하고 있다. 게다가 최근 ID.3, 아이오닉5, ZOE 등 보조금을 받을 수 있는 보급형 신형 EV들이 출시되면서 시장 성장을 가속화 할 전망이다. 폭스바겐이 출시한 ID.3는 최대 보조금을 받을 경우 2만 유로 내외에도 구매가 가능하고, 높은 사양을 가진 트림을 선택하더라도 3만 유로 초반에 구입이 가능하다. 또한, 테슬라는 중국 LFP 2차전지를 활용한 모델3를 제작하는 등 지속적으로 가격을 낮추고 있으며, 현대차 아이오닉5 역시 국내 출시가 기준으로 보면 4만 유로 이하로 책정될 가능성이 높아 유럽내 보조금 혜택의 수혜자가 될 전망이다.




미국 자동차 업계는 전기차 시대를 기정사실로 받아들이고 있다. 1892년 미국 필라델피아에서 전기선으로 연결된 전기버스가 도로에 처음 등장하면서 전기차의 가능성이 알려졌지만 배터리 기술의 한계로 내연기관에 길을 내어줬다. 이제는 기술 향상으로 전기차가 실현되고 있다. 바이든 대통령의 친환경차에 대한 공약도 미국의 전기차 시대를 촉진한다. 그는 2030년까지 충전소 50만 개 추가 설치, 모든 버스와 정부 차량의 전기차로 전환, 세제 혜택, 전기차 제조기업에 대한 인센티브, 소비자 인센티브 제공 등을 약속했다.

미국의 전기차 구매자는 40~60세가 40%, 20~40세가 35%를 차지한다. 아직은 고소득자, 친환경론자, 얼리어답터 등이 주요 수요자이다. 미국인은 전기차 구입 시 주행거리, 차량가격, 제조사 신뢰도, 충전비용을 구매 결정의 요소로 본다. 기술의 발달과 함께 정부의 지원 강화로 전기차 수요가 빠르게 증가할 여건이 만들어진 것이다.



2020년 10월까지 미국의 전기차(EVs) 판매 대수는 59만6000대로 집계됐다. 전체 자동차 시장에서 점유율은 4.9%이다. 2020년 연말까지 60만 대가 훨씬 넘을 것으로 예상된다. 2018년 36만 대에서 매년 빠르게 증가했다. 종류별로 보면 충전식 배터리로만 가동되는 BEVs(Battery Electric Vehicles)가 19만 8000대, Hybrid Electric Vehicles가 35만 대(2.9%), Plug-in Hybrid electric vehicles 4만8000대(0.4%), Fuel cell vehicles 750대가 판매됐다. 2020년 BEVs의 점유율은 전체 자동차 시장에서 1.6%에 불과하지만 2030년에는 26%까지 증가할 것으로 전망된다.


미국 전기차 생산 선두기업은 BEVs만 생산하는 테슬라이다. 테슬라의 약진은 미국을 비롯해 세계 자동차 회사들이 전기차 개발에 몰두하게 만들었다. 지난해 12월부터 S&P500 지수 편입이 결정되면서 산업계나 금융계에서 가치를 인정받았다. 미국 언론에서 이 회사와 창업자 일론 머스크에 대한 기사가 빠질 날이 없을 정도로 주목을 받고 있다. 테슬라의 미국 자동차 시장의 점유율은 BEVs 부문에서 79%에 달한다. 한 번 충전에 500㎞ 이상 달리는 배터리, 자율주행과 운전학습의 AI 등에서 경쟁력이 있다. 배터리 가격이 내연기관보다 저렴해지는 2025년에 테슬라의 판매량은 227만 대로 전망된다.



미국의 빅3로 불리는 GM, 포드, 피아트 크라이슬러(FCA)도 발 빠르게 움직이고 있다. 신정부의 친환경차 정책에 부응해 전기차 개발에 대한 투자계획을 발표하고 있다. 2020년 GM 지속가능경영 보고서에 따르면, GM은 배터리와 컴퓨터에 기반한 전기차 생산체제로 전환하기 위해 2025년까지 270억 달러를 투자한다고 밝혔다. 기술인력도 3000명 채용한다. GM은 이미 2016년부터 쉐비 볼트(Chevy Bolt) 전기차(BEVs)를 판매하고 있다. 올해 중국에서 한 번 충전에 170㎞를 달리는 4300달러의 저가 모델을 출시하기도 했다. 곧 픽업트럭도 선보인다. 포드는 우선 올해 말 세단형 무스탕 SUV 전기차 모델을 출시한다. 밴이나 픽업트럭 등 상용 전기차의 개발에 집중하고 있다. 이미 전기차 개발에 115억 달러의 투자계획을 이미 밝힌 바 있는데 단순히 동력 시스템의 변환이 아니라 비즈니스의 디지털화를 추구한다. 그동안 전기차에 소극적이었던 FCA도 시장이 급성장하자 2022년까지 90억 유로를 투자하고 4년 내에 고급 전기차를 시장에 내놓을 계획이다.



벤처기업도 있다. 그중 아직 한 대도 생산하지 못했고 생산, 가격, 안전성 등 극복해야 할 사항도 많지만 제2의 테슬라를 추구하는 기업이 있다. Rivian Automotives(픽업트럭), Lucid Motors 승용차), Lordstown Motors(픽업트럭), Nikola(트럭), Fisker(SUV), Faraday &Future Inc(승용차) 등이다. 이들 회사들은 기술개발에 성공하면 대형 자동차 회사에 M&A될 가능성이 있다.



차세대 자동차 개발에 따른 산업의 첨단기술과 소프트웨어 기술 결합은 산업 간 협력수요를 증대시키고 있다. 전기차 개발 및 인프라 구축 비용 절감을 위한 동종업계 간의 협력이 확대됐다. GM은 혼다와의 협력을 통해 내연기관차 엔진 및 전기차 플랫폼을 공유하고 자율주행차 개발을 추진했다. 미국 자동차 부품 제조사 연구원은 “미국 자동차 제조사는 중소기업이라도 기술력이 보장된다면 공동개발 등 협력에 있어 적극적이다”며 “전기차에 접목할 수 있는 기술이 필요하다”고 알렸다.

포드의 세계 최초 대량생산 체계 도입, GM의 다품목 생산 등으로 세계 자동차 산업을 이끌어온 미국은 이제 135년 역사의 내연기관 차에 이어 전기차로 세계 1위 복귀를 향한 급속 충전 중이다.


리튬이온 배터리(Lithium-ion Battery)는 IT산업의 에너지 고용량, 경량화, 소형화 수요에 부합하여 휴대폰, 노트북, 카메라 등에 널리 사용되고 있다. 최근에는 전기차를 중심으로 자동차용 수요가 급증하고 있고, 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI) 등 미래기술과 융합함으로써 4차 산업혁명의 주역으로 거듭나고 있다.

또한 신재생에너지 활용의 극대화를 위해 필수적인 에너지저장시스템(Energy Storage System, ESS) 산업에서도 리튬이온 배터리의 활용이 늘어남에 따라 시장의 폭발적 확대가 예상된다.

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시장조사기관 IBIS월드에 따르면 리튬 배터리 시장 규모는 2017년 9억200만 달러에서 2018년 49억 달러 수준으로 5배 이상 성장하였고, 얼라이드 마켓 리서치(Allied Market Research)에 따르면 북미에서는 2018년에서 2025년 사이에 연평균성장률 17.7% 수준을 보일 것으로 전망된다.

리튬 이온 배터리의 주요 산업 구성은 리튬 니켈 망간 코발트 배터리(Lithium nickel manganese cobalt batteries)가 가장 두드러진 성장을 보였고, 리튬 코발트 산화물 배터리(Lithium cobalt oxide batteries) 29% 및 리튬 인산철 배터리(Lithium iron phosphate batteries)가 22%로 집계되었다.



리튬 니켈 망간 코발트 배터리는 자체 발열량이 낮기 때문에 전기차 용으로 선호되는 배터리이고, 리튬 인산철 배터리는 안정적인 재충전 가능 배터리로 전기자전거, 전기 스케이트보드 등 소형 운송 장치에 높은 인기를 얻고 있는 것으로 리튬 이온 배터리는 에너지 친화적인 배터리 수요와 전기차의 소비 증가로 빠른 성장이 예상된다.


샌프란시스코에 위치한 시장조사업체인 그랜드 뷰 리서치(Grand View Research)에서는 리튬 이온 배터리 시장의 성장은 전기차에 대한 인센티브 및 보조금과 결합된 정부 지원과 기술 발전으로 인한 높은 안정성에 기인한다고 분석하면서 스마트폰, 무선청소기, 태블릿 등 가전 부문 외 자동차 및 에너지 저장 시스템 부문에서 수요 증가가 이어질 것으로 보인다.



그랜드 뷰 리서치에서는 리튬 이온 배터리의 기술 향상과 비용 절감으로 그리드 저장 및 전기차에 경량 및 고밀도 에너지 솔루션을 제공할 수 있게 됨에 따라 시장 확장이 촉진될 것으로 예측하고 있다.

또한 기후 변화에 대한 우려 증가, 전기차에 대한 정부의 인센티브 제공, 배터리 비용의 하락 등으로 신재생 에너지의 추세가 계속되면서 리튬 이온 배터리 시장도 성장할 것으로 보인다.

통계전문기관 스태티스타(Statista)에 따르면 2030년에 전기차에 사용되는 리튬 이온 배터리에 대한 예상 시장 수요는 시간당 1559기가 와트에 이를 것으로 예상된다.



리튬 이온 배터리에 대한 시장 전망은 조사기관마다 조금씩 다르게 예상하고 있으나 대부분 큰 성장률을 보일 것이라는 공통점이 있다. 시장조사기관 TechNavio에 따르면 글로벌 전기차 리튬 이온 배터리 시장은 2018년에서 2022년 사이 연평균성장률 22%를 보일 전망이라고 된다.

리튬 이온 배터리는 전기차뿐만 아니라 ESS에서도 수요를 확대하고 있는데, 테슬라는 배터리 설비를 기반으로 솔라시티(SolarCity)를 인수하여 ESS 사업에 진입하였다.

- 전기차 시장의 발전 전망

2015년 폭스바겐의 디젤게이트 사건 발생 이후로 파리기후협약이 채택되고 많은 국가들이 친환경자동차 정책을 고려하게 되는 분위기가 조성되면서 전기자동차 개발이 활성화되고 판매가 증가하는 요인으로 작용하게 된다.

전기차 제조 비용의 대부분은 배터리와 관련되어 있는데, 배터리의 제조원가가 낮아짐에 따라 전기차 제조 비용이 크게 감소되면서 시장 성장을 주도할 것이라 분석하고 있다.


글로벌 트레이드 아틀라스(Global Trade Atlas)의 수입통계(HS Code 850760기준)에 의하면 2019년 미국에서 리튬 이온 배터리는 중국에서의 수입이 7억2465만 달러로 가장 많았으며 이외에도 한국, 일본, 대만, 베트남, 싱가포르, 말레이시아 등 아시아 제품의 수입 점유율이 비교적 높다.

중국의 경우 심각한 환경오염 문제를 해결하고자 하는 정부 주도의 강력한 친환경차 보급정책으로 내수가 활발하고 주요 기업인 BYD, CATL 등의 선전으로 미국 시장의 2019년 점유율이 절반 이상인 약 52.22%에 이른다.



한국은 2위 수입대상국으로 2019년 기준 약 2억7949만 달러 규모의 리튬 이온 배터리를 미국으로 수출해 전년대비 3.60%의 수출 증가를 보이고 있다.

한국에서 리튬 이온 배터리를 생산하는 회사는 LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK이노베이션 등으로 2018년 글로벌 자동차 기업으로부터 신규 수주한 금액만 110조 원에 달한다고 알려져 있다.

IBIS월드에 따르면 중국은 인건비가 낮아 리튬 배터리와 같이 가격 민감 품목 생산에 유리한 측면이 있고, 일본의 경우 자동차 제조의 높은 수준으로 리튬 이온 배터리 연구 개발에 막대한 투자를 진행한 결과라고 분석된다.


파나소닉과 협력하여 네바다 주에 기가팩토리를 건설하고 모델3에 들어가는 배터리를 생산 중에 있는 테슬라는 최근 배터리 업체 맥스웰(Maxwell)을 인수하고 자체 배터리 기술을 연구하는 등 새로운 리튬 이온 배터리 설계와 대량 생산을 위한 시스템 구축을 위해 노력하고 있는 것으로 알려졌다.

국내 배터리 3사를 비롯해 중국의 CATL, BYD, 일본의 파나소닉 등 글로벌 기업들은 생산능력 확대를 통한 규모의 경제를 달성하여 진입장벽을 구축하려고 하고 있다.

이 외에도 배터리 업체와 자동차 기업 간 긴밀한 협력관계가 이루어지고 있다.

- 주요 경쟁기업

스태티스타에 따르면 2018년 1/4분기 리튬 이온 배터리 업체 세계 시장 점유율에서 파나소닉-산요가 21.1%, 중국의 CATL이 14.41%, BYD가 10.99%, LG에너지솔루션이 10.59%, 삼성SDI가 5.57% 수준을 나타냈다고 밝혔다.



LG화학 미시간 Inc.: LG화학 미시간은 미국에 배터리 공장 설립을 위한 투자를 결정함으로써 미국 정부로부터 12년간 약 34만 달러 세금 감면 혜택을 받고 미국에 설립된 LG화학의 자회사로 포드 및 제너럴모터스(GM)와 같은 다양한 자동차 제조사에서 사용된다.

파나소닉 에너지 북미(PENA): 파나소닉 북미는 일본의 전자 제품 제조 기업인 파나소닉 코퍼레이션(Panasonic Corporation)의 자회사로 PENA는 2014년에 전기차의 저명한 제조업체인 테슬라와 합작 투자를 하는 리튬 이온 배터리 제조에 참여하기 위해 설립되었다.

에너시스(EnerSys): 1888년 미국 펜실베니아 주 리딩에서 시작된 에너시스는 최근 리튬 이온 배터리 생산 확대를 위해 ABSL파워 솔루션즈, Quallion, Enser Corporation(ENSER) 등을 인수하며 시장 점유율을 확대해 나가고 있다.

삼성SDI: 미시간 주 오번 힐즈에 위치한 삼성SDI는 노트북, 태블릿, 스마트폰 및 전동공구에 사용되는 다양한 리튬 이온 배터리를 제조하고 있으며, 전기차의 인기가 높아지면서 하이브리드 및 전기차 용 리튬 이온 배터리 생산에 대한 투자를 늘리고 있다.



관세율은 3.4%를 부과하지만 HS Code 850760의 경우 한미FTA 협정세율 대상으로 무관세가 적용되고 있따.



리튬이온 배터리 산업에 대해 미국 내 생산업체를 보호하기 위한 제도들이 도입되고 있으며, 수입품에 대해 관세를 부과하고 있다.

미국 내 생산업체에는 연방정부 또는 주정부 차원의 지원금 융자 및 세금 인센티브 등으로 지원하고 있기 때문에 LG에너지솔루션과 삼성SDI는 미국 내 생산설비를 갖추었다.

리튬이온 배터리는 화재 위험성 때문에 비행기로 운송 시 여러 가지 제약 조건들이 있다. 리튬이온 배터리 생산 업체는 EPA Emission 기준, ISO 9000, QS 9000 그리고 OSHA (Occupational Safety and Health Administration) 기준이 필요하다.


리튬 이온 배터리 산업은 전기자동차, ESS를 비롯하여 로봇산업에 이르는 다양한 응용분야의 핵심기술로 활용되고 있기에 시장은 점점 확대될 것으로 보인다.

리튬 이온 배터리 시장의 새로운 수요 창출 속도는 가격 하락에 따라 결정될 것이지만, 미국 시장에서는 고기능화, 고용량화 등 기술 향상을 바탕으로 해야 할 것이다.

미국 ESS 수요를 담당하는 전력 업체들이 리튬 이온 배터리 업체들을 선정할 때 보수적으로 접근하기 때문에 원가 및 품질 혁신을 이룬 한국 관련 업체들이 유리한 측면이 있다.

한편 대체소재 연구개발이 필요할 것이다.

최근 전고체배터리 등 기존 전기차 배터리의 대체재 시장에 대해 활발한 논의가 진행 중이다.

국내 관련 기업들은 소재 개선 및 대체 소재 연구 개발을 통해 차세대 배터리 개발 노력에 힘쓸 필요가 있으며, 한국의 주력 수출 산업들이 어려움을 겪고 있는 시점에서 배터리, 소재 등 신성장 산업으로의 구조 다변화를 고려해야 하고 이를 위해 정부의 적극적 세금 감면 및 지원책이 마련되어야 할 것이다.

또한 국내 전기차 인프라 활성화도 시급한 과제라 할 것이다.

리튬 이온 배터리의 최대 수요처는 전기차 산업이며, 전기차 산업의 발전으로 앞으로 더욱 수요가 증가할 것으로 보인다.

심각한 환경오염 문제를 개선하기 위해 중국 정부가 펼친 친환경차 보급 정책이 중국 전기차산업과 리튬 이온 배터리산업의 부흥을 가져온 것처럼 정부 주도의 전기차 정책 개선과 인프라 확충에 힘쓴다면 전기차 산업 뿐만 아니라 배터리 산업까지도 성장할 수 있을 것이다.


임성훈 기자 shyim98@g-enews.com